化工原理课程设计

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化工原理课程设计课程目标

化工原理课程设计课程目标

化工原理课程设计课程目标一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握化工原理的基本概念,如流体力学、热力学、传质与传热等;2. 使学生了解化工过程中常见单元操作的基本原理和设备结构;3. 引导学生运用数学和物理方法分析化工过程中的现象和问题。

技能目标:1. 培养学生运用化工原理解决实际问题的能力,如进行物料和能量平衡计算;2. 提高学生运用图表、数据和实验等方法进行化工过程分析和优化的技巧;3. 培养学生利用专业软件进行化工过程模拟和计算的能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对化工原理学科的热爱,激发学生学习兴趣和探究精神;2. 培养学生具备良好的团队合作精神和沟通能力,提高解决实际问题的自信心;3. 增强学生对化工行业的社会责任感,认识化工在国民经济发展中的重要作用。

课程性质分析:本课程为化工原理课程设计,旨在通过实际案例和练习,使学生将理论知识与实际工程相结合,提高解决实际问题的能力。

学生特点分析:学生已具备一定的化学、数学和物理基础知识,具有一定的分析问题和解决问题的能力,但实际工程经验不足。

教学要求:1. 注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力;2. 采用案例教学、讨论式教学等方法,激发学生的主动性和创新性;3. 强化过程评价,关注学生的个性化发展。

二、教学内容1. 流体力学基础:流体性质、流体静力学、流体动力学、流体阻力与流动形态;2. 热力学基础:热力学第一定律、热力学第二定律、热量传递与能量平衡;3. 传质与传热:质量传递原理、传热原理、对流传质与对流传热;4. 单元操作原理:流体输送、热量交换、分离操作、反应器设计;5. 化工过程模拟与优化:物料与能量平衡计算、过程模拟软件操作、过程优化方法;6. 化工案例分析:典型化工过程分析、设备结构介绍、操作参数优化。

教学大纲安排:第一周:流体力学基础第二周:热力学基础第三周:传质与传热第四周:单元操作原理(一)第五周:单元操作原理(二)第六周:化工过程模拟与优化第七周:化工案例分析与实践第八周:课程总结与评价教材章节及内容:第一章:流体力学(1-3节)第二章:热力学(4-6节)第三章:传质与传热(7-9节)第四章:单元操作原理(10-16节)第五章:化工过程模拟与优化(17-19节)第六章:化工案例分析(20-22节)教学内容科学性和系统性保证:1. 紧密结合教材,按照课程目标组织教学内容;2. 理论与实践相结合,注重培养学生的实际操作能力;3. 由浅入深,循序渐进,使学生系统掌握化工原理知识。

化工原理课程设计

化工原理课程设计

化工原理课程设计一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握化工原理的基本概念、基本理论和基本方法,包括流体的物理性质、流体力学基本方程、流动和压力降、气液平衡、传质过程等,培养学生分析和解决化工问题的能力。

1.掌握流体的密度、粘度、热导率等物理性质。

2.理解流体力学的基本方程,包括连续方程、动量方程和能量方程。

3.掌握流体流动和压力降的基本理论,包括层流和湍流、管道流动和开放流动等。

4.理解气液平衡的基本原理,包括相图、相律和相变换等。

5.掌握传质过程的基本方法,包括扩散、对流传质和膜传质等。

6.能够运用流体力学基本方程分析流体流动问题。

7.能够计算流体流动和压力降的基本参数,如流速、压力降等。

8.能够分析气液平衡问题,确定相态和相组成。

9.能够运用传质过程的基本方法分析和解决化工问题。

情感态度价值观目标:1.培养学生对化工原理学科的兴趣和热情。

2.培养学生严谨的科学态度和良好的职业道德。

3.培养学生团队协作和自主学习的意识。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括流体的物理性质、流体力学基本方程、流动和压力降、气液平衡、传质过程等。

1.流体的物理性质:包括密度、粘度、热导率等,通过实例讲解其测量方法和应用。

2.流体力学基本方程:讲解连续方程、动量方程和能量方程,并通过实例分析其应用。

3.流动和压力降:讲解层流和湍流的特性,分析管道流动和开放流动的压力降计算方法。

4.气液平衡:讲解相图、相律和相变换的基本原理,并通过实例分析气液平衡问题。

5.传质过程:讲解扩散、对流传质和膜传质的基本方法,并通过实例分析传质问题的解决方法。

三、教学方法本节课采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

1.讲授法:用于讲解流体的物理性质、流体力学基本方程、流动和压力降、气液平衡、传质过程等基本概念和理论。

2.讨论法:通过小组讨论,引导学生主动思考和分析化工问题,提高学生的分析和解决问题的能力。

3.案例分析法:通过分析实际化工案例,使学生更好地理解和应用化工原理,培养学生的实际操作能力。

化工原理课程设计完整版

化工原理课程设计完整版

化工原理课程设计完整版一、教学目标本课程旨在让学生掌握化工原理的基本概念、理论和方法,了解化工生产的基本过程和设备,培养学生运用化工原理解决实际问题的能力。

具体目标如下:1.知识目标:(1)理解化工原理的基本概念和原理;(2)熟悉化工生产的基本过程和设备;(3)掌握化工计算方法和技能。

2.技能目标:(1)能够运用化工原理解决实际问题;(2)具备化工过程设计和优化能力;(3)学会使用化工设备和仪器进行实验和调试。

3.情感态度价值观目标:(1)培养学生的团队合作意识和沟通能力;(2)增强学生对化工行业的认识和兴趣;(3)培养学生对科学研究的热爱和责任感。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面:1.化工原理基本概念和原理:包括溶液、蒸馏、吸收、萃取、离子交换等基本操作原理和方法。

2.化工生产过程和设备:包括反应器、换热器、蒸发器、膜分离设备等的基本结构和原理。

3.化工计算方法:包括物料平衡、热量平衡、质量平衡等计算方法。

具体教学大纲安排如下:第1-2周:化工原理基本概念和原理;第3-4周:化工生产过程和设备;第5-6周:化工计算方法。

三、教学方法本课程采用多种教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性:1.讲授法:讲解基本概念、原理和方法,引导学生理解和掌握;2.案例分析法:分析实际案例,让学生学会运用化工原理解决实际问题;3.实验法:进行实验操作,培养学生的实践能力和实验技能;4.小组讨论法:分组讨论,培养学生的团队合作意识和沟通能力。

四、教学资源本课程的教学资源包括:1.教材:《化工原理》;2.参考书:相关化工原理的教材和学术著作;3.多媒体资料:教学PPT、视频、动画等;4.实验设备:反应器、换热器、蒸发器、膜分离设备等。

以上教学资源将用于支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等多个方面,以全面客观地评价学生的学习成果。

1.平时表现:通过课堂参与、提问、小组讨论等形式的评估,考察学生的学习态度和理解能力。

化工原理课程设计柴诚敬

化工原理课程设计柴诚敬

化工原理课程设计 柴诚敬一、课程目标知识目标:1. 理解并掌握化工原理的基本概念,如流体力学、热力学、传质与传热等;2. 学会运用化学工程的基本原理分析典型化工过程中的现象与问题;3. 掌握化工流程设计的基本方法和步骤,能结合实际案例进行流程分析与优化。

技能目标:1. 能够运用数学工具解决化工过程中的计算问题,如物料平衡、能量平衡等;2. 培养学生运用实验、图表、模拟等方法对化工过程进行研究和评价的能力;3. 培养学生团队协作、沟通表达及解决实际问题的能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对化工原理学科的兴趣和热爱,激发学习积极性;2. 增强学生的环保意识,使其认识到化工过程对环境的影响及责任感;3. 培养学生严谨、求实的科学态度,提高其创新意识和实践能力。

本课程针对高年级学生,结合化工原理课程性质,注重理论与实践相结合,旨在培养学生运用基本原理解决实际问题的能力。

教学要求以学生为中心,注重启发式教学,激发学生的主动性和创造性。

课程目标分解为具体学习成果,以便于后续教学设计和评估。

通过本课程的学习,使学生能够全面掌握化工原理知识,为未来从事化工领域工作打下坚实基础。

二、教学内容本章节教学内容主要包括:1. 化工流体力学基础:流体静力学、流体动力学、流体阻力与流动形态等;参考教材第二章:流体力学基础。

2. 热力学原理及应用:热力学第一定律、第二定律,以及理想气体、实际气体的热力学性质;参考教材第三章:热力学原理及其在化工中的应用。

3. 传质与传热过程:质量传递、热量传递的基本原理,以及相应的传递速率计算;参考教材第四章:传质与传热。

4. 化工过程模拟与优化:介绍化工过程模拟的基本方法,如流程模拟、动态模拟等,以及优化策略;参考教材第五章:化工过程模拟与优化。

5. 典型化工单元操作:分析各类单元操作的基本原理及设备选型,如反应器、塔器、换热器等;参考教材第六章:典型化工单元操作。

教学大纲安排如下:第一周:化工流体力学基础;第二周:热力学原理及应用;第三周:传质与传热过程;第四周:化工过程模拟与优化;第五周:典型化工单元操作。

化工原理课程设计教改

化工原理课程设计教改

化工原理课程设计教改一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握化工原理的基本概念、原理及常用设备,如流体力学、热力学、传质与传热等;2. 培养学生运用数学、物理、化学等知识分析和解决化工过程中实际问题的能力;3. 使学生了解化工工艺流程设计的基本原则和方法,掌握化工流程图的绘制与分析。

技能目标:1. 培养学生运用计算机软件(如CAD、Aspen Plus等)进行化工流程模拟与优化的能力;2. 提高学生实验操作技能,能独立完成化工实验,并正确处理实验数据;3. 培养学生团队协作、沟通与表达能力,能在项目中进行有效分工与合作。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对化工行业的热爱和责任感,树立环保意识,关注化工生产对环境的影响;2. 培养学生严谨、求实的科学态度,勇于面对和解决化工过程中的问题;3. 培养学生创新思维,激发学生探索新技术、新工艺的兴趣。

课程性质:本课程为专业核心课程,以理论教学与实践操作相结合的方式进行,注重培养学生的实际应用能力和创新意识。

学生特点:学生具备一定的数学、物理、化学基础,具有较强的学习能力和动手能力,但对化工原理的实际应用尚缺乏深入了解。

教学要求:结合学生特点,采用案例教学、实验操作、小组讨论等多种教学方法,提高学生的参与度和实践能力。

通过本课程的学习,使学生能够将理论知识与实际工程相结合,为未来从事化工领域工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 化工原理基本概念:流体力学、热力学、传质与传热等基本原理;教材章节:第一章 流体力学、第二章 热力学、第三章 传质与传热2. 化工设备与工艺:常用化工设备类型、结构及工作原理;典型化工工艺流程设计原则与方法;教材章节:第四章 化工设备、第五章 化工工艺流程设计3. 化工流程模拟与优化:计算机软件(如CAD、Aspen Plus等)在化工流程模拟与优化中的应用;教材章节:第六章 化工过程模拟与优化4. 化工实验操作与数据处理:基本实验操作技能、实验数据分析方法;教材章节:第七章 化工实验5. 团队协作与沟通能力培养:项目分工、合作、汇报与讨论;教材章节:附录一 团队协作与沟通技巧6. 环保意识与化工生产:化工生产对环境的影响及环保措施;教材章节:附录二 环保意识与化工生产教学内容安排与进度:第1-4周:学习流体力学、热力学、传质与传热等基本原理;第5-8周:学习化工设备与工艺,进行化工流程图绘制与分析;第9-12周:学习化工流程模拟与优化,运用计算机软件进行实践操作;第13-16周:进行化工实验操作与数据处理;第17-18周:团队协作项目,培养沟通与表达能力;第19-20周:课程总结与考查。

化工原理课程设计模板

化工原理课程设计模板

化工原理课程设计模板一、课程目标知识目标:1. 理解并掌握化工原理中流体流动与传输的基本概念,包括流体性质、流动状态及流体力学方程。

2. 学习并掌握热量传递的三种基本方式,即导热、对流和辐射,及其在化工过程中的应用。

3. 掌握质量传递的基本原理,包括扩散、对流传质和膜分离等,并能应用于化工单元操作中。

4. 分析典型化工单元操作的工作原理和设备结构,理解其工程实践意义。

技能目标:1. 能够运用流体力学原理,解决实际流体流动问题,如流量测量、泵和风机的选型等。

2. 能够运用热量传递原理,分析和解决化工过程中的热量控制问题,如换热器的设计和优化。

3. 能够运用质量传递原理,进行物质的分离和提纯,如吸收、蒸馏等操作。

4. 能够结合单元操作原理,设计简单的化工流程,进行初步的工程计算和设备选型。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对化工原理学科的兴趣和热情,激发学生探索科学规律的积极性。

2. 培养学生的工程意识,使其认识到化工原理在国民经济发展中的重要地位和作用。

3. 培养学生的团队协作精神和沟通能力,使其在解决实际问题时能够与他人合作,共同完成任务。

4. 培养学生的创新思维,使其在遇到问题时能够主动思考,寻求解决方案。

本课程针对高年级本科生,结合化工原理的学科特点,以理论知识与工程实践相结合的方式进行教学。

课程目标旨在使学生在掌握基本理论知识的基础上,能够运用所学知识解决实际问题,并培养其工程素养和创新能力,为未来从事化工领域的工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 流体流动与传输:包括流体性质、流体静力学、流体动力学、流体流动阻力与能量损失、泵与风机等章节内容。

- 流体性质:密度、粘度、表面张力等。

- 流体静力学:压力、压强、流体静力平衡。

- 流体动力学:连续性方程、伯努利方程、动量方程。

- 流体流动阻力与能量损失:摩擦阻力、局部阻力、雷诺数。

- 泵与风机:类型、工作原理、性能参数。

2. 热量传递:涵盖导热、对流、辐射及换热器设计等内容。

化工原理课程设计

化工原理课程设计

化工原理课程设计1. 引言化工原理课程设计是化学工程专业本科学生的一门重要课程。

该课程旨在通过实际案例的分析和解决,让学生掌握化工原理的基本知识和应用技能。

本文将介绍化工原理课程设计的目的、内容、方法和评价。

2. 目的化工原理课程设计的目的是培养学生的工程实践能力和解决问题的能力。

通过实际案例的分析和设计,使学生能够应用所学的化工原理知识解决实际问题,提高工程实践能力。

3. 内容化工原理课程设计的内容涵盖了化工过程的基本原理和工艺流程的设计。

以下是化工原理课程设计的主要内容:3.1 化工过程的基本原理在化工原理课程设计中,学生将学习化工过程的基本原理,包括物质的平衡、能量的平衡、动量的平衡等。

学生将掌握化工过程中的质量守恒定律、能量守恒定律和动量守恒定律等基本原理。

3.2 工艺流程的设计在化工原理课程设计的过程中,学生将学习如何设计化工工艺流程。

学生将通过分析化工原料的性质和工艺要求,选择适当的反应器类型、控制参数等,设计出满足工艺要求的化工工艺流程。

4. 方法化工原理课程设计采用项目驱动的教学方法。

以下是化工原理课程设计的方法:4.1 实践项目学生将参与实际的化工工程项目,通过实际操作和实验,了解化工工艺的实际应用和操作流程。

学生将在实践中学习化工原理知识,提高解决问题和分析能力。

4.2 课程讲解和案例分析教师将通过课堂讲解和案例分析,介绍化工原理的基本概念和原理。

学生将通过分析和讨论实际案例,掌握化工原理的实际应用方法。

5. 评价化工原理课程设计的评价主要包括学生项目报告的评分和学生的学术表现。

以下是化工原理课程设计的评价指标:5.1 项目报告评分学生将根据课程设计项目的要求,提交相应的设计报告。

教师将对学生的设计报告进行评分,评估学生的设计能力和分析能力。

5.2 学术表现除了项目报告的评分外,教师还将评估学生的学术表现。

学生的学术表现包括参与课堂讨论、提出问题和解答问题的能力等。

6. 总结化工原理课程设计是化学工程专业学生培养工程实践能力和解决问题能力的重要课程。

化工原理课程教学内容设计

化工原理课程教学内容设计

化工原理课程教学内容设计一、课程简介化工原理是化学工程专业的基础课程之一,旨在培养学生对化学工程领域中的基本原理和理论进行掌握和应用的能力。

本课程内容设计旨在帮助学生全面了解化工原理的基本概念、原理和应用,并培养学生的分析问题和解决问题的能力。

二、教学目标1. 掌握化工原理中的基础概念和本质;2. 理解化工原理与化学工程实际应用的关系;3. 培养学生的问题分析与解决能力;4. 培养学生的团队合作和沟通能力。

三、教学内容及安排1. 化工原理的基本概念(2周)1.1 化学工程与化工原理的关系1.2 化工原理的发展历程1.3 化工原理中的重要概念和术语2. 物质的组成与结构(3周)2.1 原子和元素2.2 分子和化学键2.3 物质的组成与性质2.4 化学平衡与反应动力学3. 基本热力学(4周)3.1 能量和热力学基本概念3.2 热力学定律与计算3.3 化学反应热力学3.4 理想气体混合物的热力学计算4. 流体力学基础(3周)4.1 流体的性质和流动方式4.2 流体静力学4.3 流体动力学4.4 流体力学方程和应用5. 物质传输基础(4周)5.1 质量传输基础5.2 热传输基础5.3 动量传输基础5.4 物质传输方程和应用6. 反应工程基础(4周)6.1 化学反应工程基本概念6.2 反应动力学与反应速率方程6.3 反应器的基本类型和性能6.4 反应器的设计和应用四、教学方法1. 理论讲授:通过教师的讲授,向学生传授化工原理的基本概念和理论知识。

讲授过程中,可采用多媒体辅助教学,例如使用投影仪展示示意图、计算公式等。

2. 实验教学:在教学过程中,适当安排化学工程实验、模拟实验等,通过实际操作和实验数据分析,帮助学生深入理解化工原理的实际应用。

3. 讨论研究:引导学生参与课堂讨论,组织小组讨论,提出问题和解决问题的思路。

通过学生的交流和思考,培养学生的问题分析和解决问题的能力。

4. 课程设计项目:每学期结合具体实例,布置一到两个课程设计项目。

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《化工原理》课程设计报告精馏塔设计学院专业班级学号姓名指导教师目录苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计任务 (3)一.设计题目 (3)二.操作条件 (3)三.塔设备型式 (3)四.工作日 (3)五.厂址 (3)六.设计内容 (3)设计方案 (4)一.工艺流程 (4)二.操作压力 (4)三.进料热状态 (4)四.加热方式 (4)精馏塔工艺计算书 (5)一.全塔的物料衡算 (5)二.理论塔板数的确定 (5)三.实际塔板数的确定 (7)四.精馏塔工艺条件及相关物性数据的计算 (8)五.塔体工艺尺寸设计 (10)六.塔板工艺尺寸设计 (12)七.塔板流体力学检验 (14)八.塔板负荷性能图 (17)九.接管尺寸计算 (19)十.附属设备计算 (21)设计结果一览表 (24)设计总结 (26)参考文献 (26)苯-氯苯精馏塔的工艺设计苯-氯苯分离过程精馏塔设计任务一.设计题目设计一座苯-氯苯连续精馏塔,要求年产纯度为%的氯苯140000t,塔顶馏出液中含氯苯不高于%。

原料液中含氯苯为22%(以上均为质量%)。

二.操作条件1.塔顶压强自选;2.进料热状况自选;3.回流比自选;4.塔底加热蒸汽压强自选;5.单板压降不大于;三.塔板类型板式塔或填料塔。

四.工作日每年300天,每天24小时连续运行。

五.厂址厂址为天津地区。

六.设计内容1.设计方案的确定及流程说明2. 精馏塔的物料衡算;3.塔板数的确定;4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算;5.精馏塔主要工艺尺寸;6.精馏塔塔板的流体力学验算;7.精馏塔塔板负荷性能图;8.精馏塔辅助设备选型与计算;9.设计结果概要或设计一览表;10.带控制点的生产工艺流程图及精馏塔的工艺条件图;11.设计总结和评述;设计方案的确定一、工艺流程苯和氯苯原料液经换热器由塔釜液预热至泡点连续进入精馏塔内,塔顶蒸气经塔顶冷凝器冷凝后,一部分馏分回流,一部分馏分作为产物连续采出;塔底液的一部分经塔釜再沸器气化后回到塔底,另一部分连续采出。

塔顶设置全凝器,塔釜设置再沸器,进料及回流液的输送采用离心泵。

本设计采用筛板塔,因其结构简单、易于加工、造价低廉,且具有处理能力大、塔板效率高、压降较低、适用于黏度不大的物系的分离等优点。

二、操作压力精馏过程按操作压力可分为常压精馏、加压精馏和减压精馏。

确定操作压力时,必须根据所处理物料的性质,兼顾技术上的可行性和经济上的合理性的综合考虑。

一般优先使用常压精馏,对热敏性物料或混合物泡点过高的物系,宜采用减压精馏。

对于沸点低、在常压下为气态的物料,应在加压下进行精馏在本方案所涉及的浓度范围内,苯和氯苯的相对挥发度相差较大,易于分离,而且苯和氯苯在操作条件下均非热敏性物质,因此选用普通的常压精馏,并采取连续操作的方式。

三、进料热状态进料热状态与塔板数、塔径、回流量及塔的热负荷都有密切的关系。

q值增加,则冷凝器负荷降低,再沸器负荷增加。

对于低温精馏,采用较高q值更经济;对于高温精馏,当D/F值较大时,宜采用较小的q值;当D/F值较大时,宜采用q值较大的气液混合物。

本方案采用泡点进料。

四、加热方式塔釜的加热方式通常分为直接蒸汽加热和间接蒸汽加热。

当塔底产物近于纯水且在浓度很低时溶液的相对挥发度仍较大时,可采用直接蒸汽加热。

本方案采用间接蒸汽加热,塔釜设置再沸器。

饱和水蒸汽的冷凝潜热较大,价格较低廉,因此本方案采用饱和水蒸气作为加热剂。

精馏塔工艺计算书一、全塔的物料衡算苯的摩尔质量氯苯的摩尔质量进料及塔顶、塔底产品中苯的摩尔分数进料及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量塔底产品量根据总物料衡算式及苯的物料衡算式联立求得二、理论塔板数的确定苯-氯苯属理想体系,采用图解法求理论板数。

由手册查得不同温度下苯和氯苯的饱和蒸气压数据,根据查阅气象资料可知天津地区年平均气压为。

计算塔顶压力对应的汽液平衡数据,绘制x-y图。

图1 图解法求理论板数本工艺采用泡点进料,进料热状况q=1。

q线与平衡曲线的交点坐标为x q = ,y q = 。

最小回流比取操作回流比精馏段气相及液相负荷提馏段气相及液相负荷精馏段操作线方程提馏段操作线方程采用图解法求理论板数。

求解结果为总理论板数N T= 16,其中精馏段理论板数N T,精= 9,提馏段理论板数N T,提= 6(不含再沸器),进料板位置N F = 10。

设全塔效率E T = ,则精馏段实际板数N精= 9 / = 18,提馏段实际板数N提= 6 / = 12,总板数N = 18(不含再沸器)。

三、实际塔板数的确定前已得出,塔顶压力则塔底压力由Antoine方程及泡点方程通过试差法分别计算塔顶和塔底的温度(泡点)。

计算得塔顶温度塔底温度则全塔平均温度由手册查得此温度下苯的黏度氯苯的黏度。

进料液的黏度相对挥发度通过O’connell法估算全塔效率该数值低于假设值,故通过迭代重新计算。

最终得到满足精度要求的全塔效率值按此值计算得精馏段实际板数N精= 19,提馏段实际板数N提= 13,总板数N = 32(不含再沸器)。

四、精馏塔的工艺条件及相关物性数据的计算1操作压力根据塔顶压力及单板压降,可计算进料板压力及塔底压力精馏段平均压力提馏段平均压力2操作温度前已求得塔顶温度通过前文所述的泡点温度计算方法求取下,对应的进料板泡点温度以及下,对应的塔底泡点温度精馏段平均温度提馏段平均温度3平均摩尔质量塔顶查平衡曲线得气相平均摩尔质量液相平均摩尔质量进料板由图解法已知第10块理论板为进料板。

查平衡曲线得对应的气液相组成为气相平均摩尔质量液相平均摩尔质量塔底查平衡曲线得气相平均摩尔质量液相平均摩尔质量精馏段平均摩尔质量提馏段平均摩尔质量4密度精馏段气相平均密度提馏段气相平均密度由手册查得塔顶()则进料板()苯的质量分数则塔底()则精馏段液相平均密度提馏段液相平均密度5表面张力塔顶()则进料板()则塔底()则精馏段平均表面张力提馏段平均表面张力五、塔体工艺尺寸设计1 塔径精馏段气液相流量分别为取塔板间距,板上液层高度,则查Smith关联图得,则负荷因子最大允许气速取安全系数为,则空塔气速提馏段气液相流量分别为取塔板间距,板上液层高度,则查Smith关联图得,则负荷因子最大允许气速取安全系数为,则空塔气速按标准塔径圆整,取。

塔截面积为精馏段实际空塔气速提馏段实际空塔气速2 塔高塔板间距H T取。

塔顶空间高度H D取2倍塔板间距,即。

塔底空间高度H B按下式计算。

塔釜储液高度其中,塔釜料液停留时间取30min,查手册可知DN 3200mm的封头容积为。

塔底页面至最下层塔板间距h2取,则全塔开6个人孔,分别位于塔顶、第7块板、第13块板、进料板、第26块板和塔釜,塔板间距可保证足够的工作空间。

塔的有效高度六、塔板工艺尺寸设计1 溢流装置塔径为,故选用单溢流弓形降液管及凹形受液盘。

精馏段取,则溢流堰堰长选用平直堰,Francis公式中液流收缩系数近似取。

堰上层液高度堰高度由查手册得到降液管宽度与塔径之比及降液管截面积与塔截面积之比则液体在降液管中的停留时间故降液管设计合理取液体通过降液板底隙的流速,则底隙高度提馏段取,则溢流堰堰长选用平直堰,Francis公式中液流收缩系数近似取。

堰上层液高度堰高度由查得则停留时间故降液管设计合理取液体通过降液板底隙的流速,则底隙高度2 板面组成因塔径较大,采用分块式塔板,塔板分为7块。

安定区宽度取,边缘区宽度取。

开孔区面积A a用下式计算精馏段同理,可算得提馏段3 筛孔设计选取厚度的碳钢塔板,筛孔直径。

精馏段和提馏段的筛孔均按正三角形排列,取筛孔中心距。

精馏段筛孔数目开孔率气体通过阀孔的气速同理可得提馏段七、塔板流体力学检验1 塔板压降塔板压降包括干板阻力、板上液层的有效阻力及液体表面张力引起的阻力。

干板阻力由查得流量系数。

则精馏段干板阻力同理,提馏段干板阻力气体通过液层的阻力精馏段以塔截面面积与降液区面积之差为基准计算的气体速度气相动能因子查手册得,充气系数,则板上液层的有效阻力提馏段液体表面张力引起的阻力精馏段提馏段由以上各项分别计算得精馏段和提馏段的塔板压降精馏段提馏段均满足设计任务书给定的要求2 漏液精馏段漏液点气速实际孔速稳定系数提馏段漏液点气速实际孔速稳定系数3 液沫夹带精馏段鼓泡层高度根据Hunt关联式算得液沫夹带量提馏段鼓泡层高度液沫夹带量精馏段和提馏段液沫夹带量均位于允许范围内。

4 液泛为防止塔内发生液泛,降液管内液层高度应服从关系式,苯-氯苯物系属一般物系,取安全系数。

精馏段满足提馏段满足故精馏段和提馏段均不会发生液泛。

八、塔的负荷性能图1 漏液线带入数据得,精馏段漏液线方程提馏段漏液线方程2液沫夹带线以为限,由以上各式联立求得精馏段液沫夹带线方程提馏段液沫夹带线方程3 液泛线由以上各式联立,得精馏段液泛线方程提馏段液泛线方程4 液相负荷下线对于平直堰,取堰上液层高度作为最小液体负荷标准,即精馏段提馏段图2 精馏段负荷性能图5 液相负荷上线精馏段和提馏段液体在降液管中停留时间的下限分别取10s和8s,由可得,精馏段提馏段由上述五条线可分别作出精馏段和提馏段的负荷性能图。

图3 提馏段负荷性能图九、接管尺寸计算1 进料管道进料体积流量利用泵输送料液,取液体流速则管径选用的无缝钢管,实际流速2塔顶回流液管道塔顶回流液体积流量利用泵输送回流液,取液体流速则管径选用的无缝钢管,实际流速3 塔底料液排出管道塔底产品体积流量取液体流速则管径选用的无缝钢管,实际流速4 塔顶蒸气出口管道塔顶蒸气体积流量取气体流速则管径选用的无缝钢管,实际流速5 塔底蒸气进口管道塔底蒸气体积流量取气体流速则管径选用的无缝钢管,实际流速十、辅助设备计算1 原料预热器将20的原料液预热至泡点温度(),加热介质采用113饱和水蒸汽(),冷凝液在饱和温度下流出。

选定原料液走管程,加热蒸汽走壳程。

壳程加热蒸汽定性温度管程流体定性温度根据定性温度查取有关物性数据。

水的汽化潜热水蒸气的密度苯及氯苯的恒压热容则原料液的恒压热容原料液的质量流量则热流量为平均传热温差加热蒸汽用量设总传热系数传热面积考虑15%面积裕度,则选用碳钢换热管,取管内流速单管程换热管数所需换热管长度为圆整为6m。

可按单管程设计,换热管数2 回流冷凝器塔顶蒸气为的饱和蒸汽,冷却水进出口温度分别设为20和30。

冷却水走管程,塔顶蒸气走壳程。

壳程蒸汽定性温度管程流体定性温度根据定性温度查取有关物性数据。

冷却水的比热苯及氯苯的蒸发潜热则塔顶蒸气的蒸发潜热蒸气的质量流量则热流量为平均传热温差冷却水用量设总传热系数传热面积考虑15%面积裕度,则选用碳钢换热管,取管内流速单管程换热管数所需换热管长度为圆整为。

采用单管程结构,换热管数3 塔釜再沸器塔釜液温度,采用的饱和蒸汽加热()。

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